夹杂物的尺寸大小计量显微镜及非金属夹杂物来源
在生产中,“非金属夹杂物"通常是指氧化物、硫化物及硫氧
化物。对其他形式的夹杂物只有在特殊的情况下才加以分析研
究,如在制造特殊钢时。因为钢中的气体夹杂物也属于非金属夹
杂,所以氧化物或硫化物型的夹杂有时也称之为夹渣。
根据夹杂物的尺寸大小,可将它分为两组:
(1)显微夹杂物:它们只能在放大50倍以上的金相试样上
观察到(常用的放大倍数为100倍到600倍,只有在特殊情况下才
放大1000或1500倍以上);
(2)宏观夹杂物:它们可从断口或金属表面(较好是抛光
的表面)上用肉眼或用低倍放大镜观察到。
金相法可以用来确定成晶钢中夹杂物的本质及其分布状态。
在冶炼记录中,就列有对球形夹杂物、条带形夹杂物等的定
性检查记录资料。
钢中非金属夹杂物的主要来源如下:
(1)炉料(生铁及废钢)中的非金属夹杂物;
(2)由于液体金属冲刷耐火材料衬层,而从炉衬、出钢
槽、盛钢桶进入金属中的夹杂物;
(3)冶炼过程中形成的夹杂物:由于金属与炉渣相互作用
(例如由于硫或氧由炉渣进入金属中);由于加入脱氧剂或合金
元素;由凝固的钢中析出(由于溶解度或温度下降)。
经验指出,较后一种来源是炼钢中较主要的夹杂物来源。只
有在对炉衬、也钢槽、盛钢桶维护不良及不适当时,在钢中才会
有较大量的第二种夹杂物。这种夹杂物在显微镜下,可根据其外
观及尺寸较大很容易加以分辨。第一种夹杂(随炉料带入的)通
常数量较少,在冶炼初期很容易排除。
由液体或固体金属中发生的反应形成的非金属夹杂物称为固
有夹杂物,或内源夹杂物;而偶然带来的或外来的夹杂物称为外
源夹杂物。为了使金属中夹杂物含量较低,按要求控制其成分,
并将大多数夹杂排入炉渣中,就应该严格遵守制定的工艺规格,
并应很认真地维护及控制炉衬的质量。通常钢中含有0.Ol~
0.02%(重量)的夹杂物,它们的浓度及成分取决于炼钢方式、
炉料质量以及冶炼工艺等。
非金属夹杂物的形成与排除
由于溶解在钢中的组元问相互作用形成的夹杂物,以及由于
温度降低(钢在锭模中凝固),元素溶解度下降而析出的夹杂物,
均涉及到从原始液相中形成新相的问题。
众所周知,新相的形成是由热力学条件(过程发生的基本可
能性)及动力学条件(过程进行的强度及速度)决定的,后者主
要取决于新相核心形成的强度。对这个过程还没有全面的研究,
因为还不清楚显微的不均匀性是如何影响新相成核过程的。